(57)【要約】【課題】従来よりも小型化が可能であり、かつ、指の走査速度が一定でなくても、安定して高精度の画像を得ることができる血管画像入力装置を安価に提供する。【解決手段】血管画像入力装置は、ライン状固体撮像素子１と、指３の内部を透過する光を照明する照明手段と、照明手段からの光が指内部を透過する際のその指内部の静脈網目構造を反映した血管画像を、ライン状固体撮像素子１に結像する結像光学系２と、指を走査しながらライン状固体撮像素子１で撮像した複数の部分血管画像を成す複数の画像信号Ｓ１１を順次読み出して血管画像形成部１１に出力するとともに、読み出された複数の画像信号Ｓ１１が成す部分血管画像を血管画像形成部１１でつなぎ合わせて指全体の血管画像を形成する際に用いる複数画像間の相対的位置関係データとして、指３の走査量を検知しその走査量信号Ｓ２１を血管画像形成部１１に出力するローラ状回転機構４とを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１ラインの固体撮像素子からなる撮像手段と、
指の内部を透過する光を照明する照明手段と、
前記照明手段からの光が前記指内部を透過する際のその指内部の静脈網目構造を反映した血管画像を、前記撮像手段に結像する結像手段とを有する画像入力装置において、
前記指を走査しながら前記撮像手段で撮像した複数の部分血管画像を成す複数の画像信号を順次読み出すとともに、読み出された前記複数の画像信号が成す複数の部分血管画像をつなぎ合わせて指全体の血管画像を形成する際に用いる当該複数の画像間の相対的位置関係データとして、前記指の走査量を検知する走査量検出手段を有することを特徴とする血管画像入力装置。
【請求項２】
前記撮像手段により撮像された複数の画像信号が成す複数の部分血管画像を前記走査量検出手段により得られた前記指の走査量に応じてつなぎ合わせることにより、前記指全体の血管画像を形成する血管画像形成手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の血管画像入力装置。
【請求項３】
前記走査量検知手段は、前記指と接触した状態でその走査量を検知することを特徴とした請求項１または２に記載の血管画像入力装置。
【請求項４】
前記走査量検知手段は、ローラー状の接触回転部により形成されていることを特徴とした請求項３に記載の血管画像入力装置。
【請求項５】
前記走査量検知手段は、接触式の光学的ポジションセンサであることを特徴とする請求項３に記載の血管画像入力装置。
【請求項６】
前記走査量検知手段は、接触式の静電容量型ポジションセンサであることを特徴とする請求項３に記載の血管画像入力装置。
【請求項７】
前記走査量検知手段は、前記指と非接触状態でその走査量を検知することを特徴とした請求項１または２に記載の血管画像入力装置。
【請求項８】
前記走査量検知手段は、前記指表面に光を照射し、前記指表面の表面形状による画像上の明暗差の走査による変化量から走査量を検知することを特徴とした請求項７に記載の血管画像入力装置。
【請求項９】
請求項３に記載の血管画像入力装置において、前記指と接触した状態でその走査量を検知する前記走査量検知手段は、前記指と接触した部分の指紋画像を取得する指紋画像入力装置も兼ねることを特徴とする生体画像入力装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の血管画像入力装置において、前記指と非接触状態でその走査量を検知する前記走査量検知手段は、前記指の指紋画像を取得する指紋画像入力装置も兼ねることを特徴とした生体画像入力装置。
【請求項１１】
前記走査量検知手段は、前記指表面に光を照射し、前記指表面の指紋画像を取得する指紋画像入力装置を兼ね、画像上の明暗差の走査による変化量から走査量を検知することを特徴とした請求項１０に記載の生体画像入力装置。
【請求項１２】
少なくとも１ラインの固体撮像素子からなる撮像手段と、
指の内部を透過する光を照明する照明手段と、
前記照明手段からの光が前記指内部を透過する際の前記指内部の静脈網目構造を反映した血管画像を、前記撮像手段に結像する結像手段とを有する画像入力装置において、
前記指と前記結像手段との間に配置され、前記指内部からの光を前記結像手段側に反射する少なくとも１つの反射手段と、
前記指を走査しながら前記撮像手段で撮像した複数の部分血管画像を成す複数の画像信号を順次読み出すとともに、読み出された前記複数の画像信号が成す複数の部分血管画像から指全体の血管画像を画像形成する際に用いる前記複数の画像信号間の相対的位置関係データとして、前記指の走査量を検知する走査量検出手段とを有することを特徴とする血管画像入力装置。
【請求項１３】
前記撮像手段により撮像された複数の画像信号が成す複数の部分血管画像を前記走査量検出手段により得られた前記指の走査量に応じてつなぎ合わせることにより、前記指全体の血管画像を形成する血管画像形成手段をさらに有することを特徴とする請求項１２に記載の血管画像入力装置。
【請求項１４】
請求項１から８，１２および１３のいずれか１項に記載の血管画像入力装置と、
前記血管画像入力装置により読み取られた前記指の血管画像を被検体の識別情報としてあらかじめ登録する血管画像登録手段と、
前記血管画像入力装置により読み取られた前記指の血管画像と前記血管画像登録手段の登録画像とが一致するか否かを照合し、その照合結果を個人認証信号として出力する血管画像照合手段とを備えたことを特徴とする個人認証システム。
【請求項１５】
請求項９から１１のいずれか１項に記載の生体画像入力装置である前記血管画像入力装置により読み取られた前記指の血管画像を被検体の識別情報としてあらかじめ登録する血管画像登録手段と、
前記血管画像入力装置により読み取られた前記指の血管画像と前記血管画像登録手段の登録画像とが一致するか否かを照合し、その照合結果を個人認証信号として出力する血管画像照合手段とを備えるとともに、
請求項９から１１のいずれか１項に記載の生体画像入力装置である前記指紋画像入力装置により読み取られた前記指の指紋画像を被検体の識別情報としてあらかじめ登録する指紋画像登録手段と、
前記指紋画像入力装置により読み取られた前記指の指紋画像と前記指紋画像登録手段の登録画像とが一致するか否かを照合し、その照合結果を個人認証信号として出力する指紋画像照合手段とを備え、
前記血管画像からの個人認証信号と前記指紋画像からの個人認証信号を比較、あるいは統合して新たな個人認証信号を生成する総合照合装置を設けたことを特徴とする個人認証システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明手段から照射され、指内部を透過した光により照明された指血管の画像を固体撮像素子で受光する血管画像入力装置、生体画像入力装置、およびこれを用いた個人認証システムに関し、特に、指と固体撮像素子との位置を相対的に移動させることにより、照明手段から照射され、指内部の透過した光により照明された指血管の画像を固体撮像素子で受光する血管画像入力装置およびこれを用いた個人認証システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報技術の著しい進歩によって電子商取引等の経済活動が普及するのに伴い、情報の不正使用を防止する目的から個人認証を電子化する必要性もまた増大している。
【０００３】
個人認証の電子化の手法として、従来から手の血管画像を入力する方法が用いられてきている。たとえば、特許文献１等に述べられるように手の甲の静脈の画像を利用するものや特許文献２などに述べられているものは手のひらの静脈画像を利用している。これらの血管画像入力装置においては、手の甲や手のひらなどの画像を取得するために撮像手段は二次元撮像素子であり、結像光学系による画像の取得に対し撮像物体が大きくなるため撮像装置全体がかなり大きくなってしまう問題があった。
【０００４】
このように撮像装置の大型化を避けるため手の指の血管画像を入力する血管画像入力装置が特許文献３等に述べられている。特許文献３に述べられている指の静脈画像の画像入力装置を図１０及び図１１に沿って説明する。
【０００５】
図１０に示す血管画像入力装置は、筐体１００に設けた光源部１０４内の近赤外光源１１４から光源開口部１０４を介して照射される光を指１０２に入射し、撮影開口部１１０を介してカメラ１１２で指内部を透過してきた光線を利用して血管画像を撮影している（図中の１１６は遮光板、１１８はガイド溝をそれぞれ示す）。
【０００６】
この構成における撮像手段は、特許文献３では特に明示されていないが、二次元撮像素子であり、指の先端から指の根元までを撮像するためには、指の長さに対応した撮像領域が必要となる。この撮像領域に対するカメラ１１２と指１０２の間の関係を図１１に簡略化して示す。図１１から分かるように、上記血管画像入力装置では、指全体の撮像領域（画像取り込み範囲）３００を確保する必要上、カメラ部１１２の撮像手段を成す二次元撮像素子１２０及び入射される光をその二次元撮像素子１２０に結像させる結像光学系１２１と、指１０２との間を離して設置する必要がある。
【０００７】
さらに特許文献３には、小型化のために鏡による折り返し構造なども開示されているが、撮像素子として２次元撮像素子を使用しているうえ、開示されている図面の光学的な構成も折り返しに適した方向ではなく、十分に光学的検討を加えたものとは言いがたい。このように装置の小型化を考えた提案がなされているが、上記構成での小型化はまだ不十分である。
【０００８】
一方、小型化のためには撮像手段として、ライン状の固体撮像素子を用いて被撮像物となる指を走査しながら指の血管画像を撮像するスイープ型血管画像入力装置が知られている。この例を図１２に示す。図１２に示すスイープ型血管画像入力装置は、ライン状固体撮像素子１２２と、入射される光をそのライン状固体撮像素子１２２に結像させる結像光学系１２３とを備えている。
【０００９】
図１２に示すスイープ型血管画像入力装置では、指１０２を走査しながら（図中の二点鎖線矢印ａ１参照）、高速に複数の血管画像を取得するとともに取得した複数の画像をつなぎ合わせることにより、指全体の画像を取得することができる。このようにライン状固体撮像素子１を撮像手段として用いることにより、この撮像手段による撮像領域（画像取り込み範囲）３０１は上記二次元撮像素子１２０による撮像領域３００と比べ狭くなるが、そのことにより血管画像入力装置の小型化が可能となる。
【特許文献１】特開平１０−２９５６７４号公報
【特許文献２】特開２００４−０６２８２６号公報
【特許文献３】特開２００４−２６５２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した従来例の二次元の固体撮像素子を使用した血管画像入力装置は、指の画像全体を撮影しているので、一回の撮影で指全体の血管画像が取得できるものの、二次元撮像素子による指全体の撮像領域を確保する必要上、装置の小型化に制約がある。
【００１１】
一方、上述したスイープ型血管画像入力装置は、ライン状固体撮像素子を用いるために指全体の撮像領域を確保する必要がなく、その分、装置の小型化に有利であるものの、一回の撮影では指の一部分の画像しか得ることができないので、指全体の血管画像を得るには複数回の撮影を行い、撮影された指の複数の画像をつなぎあわせる必要がある。このため、複数の血管画像間の相対位置関係が必要である。
【００１２】
しかしながら、スイープ型血管画像入力装置において撮影された複数の指の血管画像は、被験者の指の走査によるため、通常、被験者の指の走査速度が一定ではない。このように指の走査速度が一定でなければ、各血管画像間の相対位置関係も一定でなくなるため、撮影された複数の指の血管画像をそのままつないでも、指全体の高精度の血管画像を得ることができない。
【００１３】
本発明は、このような従来の事情を考慮してなされたもので、従来よりも小型化が可能であり、かつ、指の走査速度が一定でなくても、安定して高精度の画像を得ることができる血管画像入力装置を安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明による血管画像入力装置は、少なくとも１ラインの固体撮像素子からなる撮像手段と、指の内部を透過する光を照明する照明手段と、前記照明手段からの光が前記指内部を透過する際のその指内部の静脈網目構造を反映した血管画像を、前記撮像手段に結像する結像手段とを有する画像入力装置において、前記指を走査しながら前記撮像手段で撮像した複数の血管画像を成す複数の画像信号を順次読み出すとともに、読み出された前記複数の画像信号が成す複数の部分血管画像をつなぎ合わせて指全体の血管画像を形成する際に用いる当該複数の画像間の相対的位置関係データとして、前記指の走査量を検知する走査量検出手段を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明において、前記撮像手段により撮像された複数の画像信号が成す複数の部分血管画像を前記走査量検出手段により得られた前記指の走査量に応じてつなぎ合わせることにより、前記指全体の血管画像を形成する血管画像形成手段をさらに有することが好ましい。
【００１６】
本発明において、前記走査量検知手段は、前記指と接触した状態でその走査量を検知してもよい。前記走査量検知手段は、ローラー状の接触回転部により形成されていてもよい。前記走査量検知手段は、接触式の光学的ポジションセンサであってもよい。前記走査量検知手段は、接触式の静電容量型ポジションセンサであってもよい。さらに前記走査量検知手段は、前記指と非接触状態でその走査量を検知してもよい。前記走査量検知手段は、前記指表面に光を照射し、前記指表面の表面形状による画像上の明暗差の走査による変化量から走査量を検知してもよい。
【００１７】
さらに、本発明の生体画像入力装置において、前記指と接触した状態でその走査量を検知する前記走査量検知手段は、前記指と接触した部分の指紋画像を取得する指紋画像入力装置も兼ねることを特徴とする。
【００１８】
そして、前記走査量検知手段であるローラー状の接触回転部を透して得られる前記指紋の接触部と非接触部の光の強度差による画像を取得することで前記指の指紋画像を取得する指紋画像入力部を兼ねている。また、前記走査量検知手段である接触式の光学的ポジションセンサが指内部への照明光により指紋画像を取得する指紋画像入力装置を兼ねる。また前記走査量検知手段である接触式の静電容量型ポジションセンサが前記指表面の指紋の凹凸による静電容量の変化により指紋画像を取得する指紋画像入力装置を兼ねている。
【００１９】
また、別の生体入力装置は前記指と非接触状態でその走査量を検知する前記走査量検知手段は前記指の指紋画像を取得する指紋画像入力装置も兼ねている。
前記走査量検知手段は、前記指表面に光を照射し、前記指表面の指紋画像を取得する指紋画像入力装置を兼ね画像上の明暗差の走査による変化量から走査量を検知するようにした。
本発明の別の側面による血管画像入力装置では、少なくとも１ラインの固体撮像素子からなる撮像手段と、指の内部を透過する光を照明する照明手段と、前記照明手段からの光が前記指内部を透過する際の前記指内部の静脈網目構造を反映した血管画像を、前記撮像手段に結像する結像手段とを有する画像入力装置において、前記指と前記結像手段との間に配置され、前記指内部からの光を前記結像手段側に反射する少なくとも１つの反射手段と、前記指を走査しながら前記撮像手段で撮像した複数の血管画像を成す複数の画像信号を順次読み出すとともに、読み出された前記複数の画像信号が成す複数の部分血管画像から指全体の血管画像を画像形成する際に用いる前記複数の画像信号間の相対的位置関係データとして、前記指の走査量を検知する走査量検出手段とを有することを特徴とする。
【００２０】
本発明において、前記撮像手段により撮像された複数の画像信号が成す複数の部分血管画像を前記走査量検出手段により得られた前記指の走査量に応じてつなぎ合わせることにより、前記指全体の血管画像を形成する血管画像形成手段をさらに有することが好ましい。
【００２１】
本発明による個人認証システムは、上記いずれかに記載の血管画像入力装置と、前記血管画像入力装置により読み取られた前記指の血管画像を被検体の識別情報としてあらかじめ登録する血管画像登録手段と、前記血管画像入力装置により読み取られた前記指の血管画像と前記血管画像登録手段の登録画像とが一致するか否かを照合し、その照合結果を個人認証信号として出力する血管画像照合手段とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の別の個人認証システムとしては、上記いずれかに記載の生体画像入力装置と、前記血管画像入力装置により読み取られた前記指の血管画像を被検体の識別情報としてあらかじめ登録する血管画像登録手段と、前記血管画像入力装置により読み取られた前記指の血管画像と前記血管画像登録手段の登録画像とが一致するか否かを照合し、その照合結果を個人認証信号として出力する血管画像照合手段とを備えるとともに、前記指紋画像入力装置により読み取られた前記指の指紋画像を被検体の識別情報としてあらかじめ登録する指紋画像登録手段と、前記指紋画像入力装置により読み取られた前記指の指紋画像と前記指紋画像登録手段の登録画像とが一致するか否かを照合し、その照合結果を個人認証信号として出力する指紋画像照合手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
以上述べたように、本発明によれば、従来よりも小型化が可能であり、かつ、指の走査速度が一定でなくても、安定して高精度の画像を得ることができる血管画像入力装置を安価に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明にかかる血管画像入力装置およびこれを用いた個人認証システムの実施形態について図面を参照して説明する。
[第１の実施形態]
図１は、本発明の第1の実施形態による血管画像入力装置の全体構成を示す。
【００２５】
図１に示す血管画像入力装置は、被験者の指３の大きさよりも小さい面積の画像読み取り面（画像入力面等）上でその指３を所定方向（後述のライン状固体撮像素子の主走査方向に垂直な方向）に走査（移動）させることにより、指内部の静脈網目構造を反映した血管画像を入力するものである。この血管画像入力装置は、血管画像を撮像するライン状固体撮像素子１と、入射される光をライン状固体撮像素子１の受光面上に結像させる光学レンズ等の結像光学系２と、指３と接触状態でその指３の走査動作に合わせて回転可能なローラー状の回転機構（走査量検知手段）４と、固体撮像素子１及び回転機構４に接続される血管画像形成部１１とを備えている。その他、指３の内部を透過する近赤外光を照射する照明手段としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の近赤外光源（図示しない）がその近赤外光により指３の内部を照射し得る適宜位置に配置されている（近赤外光源については後述の図４の例参照）。
【００２６】
この内、固体撮像素子１は、例えばフォトダイオード等の受光部をライン状に複数配置してなり、近赤外光源（図示しない）からの光が指内部に照射されたときにその指内部で散乱透過してくる近赤外光が結像光学系２を介して各受光部にて入射し、その入射光量に応じて各受光部にて蓄積される電荷量に対応する画像信号Ｓ１１として読み出して血管画像形成部１１に出力する。
【００２７】
ローラー状の回転機構４は、例えば軸回りに回転可能なローラー部と、ローラー部の回転軸に連結されその回転速度等を電気信号に変換して検知可能な検知部とを有し、指３が走査されるときに指３と接触した状態でその走査量に応じてローラー部がその軸回りに回転することで、検知部がローラー部の回転速度等をこれに対応する電気信号に変換して検出し、その検出値を走査量信号Ｓ２１として、血管画像形成部１１に出力する。
【００２８】
血管画像形成部１１は、例えばプログラム制御で動作するＣＰＵ（Central Processing Unit）を有するマイクロプロセッサ等で構成され、ＣＰＵが予め設定されたプログラムを実行することで各種処理動作が可能となっている。この血管画像形成部１１は、固体撮像素子１内の処理回路部等に一体に、又は回転機構４内の処理回路部等に一体に、或いは固体撮像素子１及び回転機構４とは別体の処理装置として構成されてもよい。
【００２９】
次に、図１を参照して、本実施形態の動作を説明する。
【００３０】
まず、血管画像入力装置の画像読み取り面上に被験者の指３が置かれ、その指３に対して不図示の近赤外光源からの近赤外光が照射される。すると、近赤外光が指内部を散乱透過し、その結果、指内部を散乱透過してきた近赤外光により指内部の静脈が照明される。静脈中のヘモグロビンは、近赤外光に対する吸収が他の指組織に比べて大きいことが知られている。そのため、指内部からの近赤外光による指画像には、静脈の血流による静脈の網目構造が観察可能となっている。
【００３１】
このとき、ライン状固体撮像素子１上には、指内部からの近赤外光Ｌ１による指の静脈画像が結像光学系２を介して結像している。これにより、ライン状固体撮像素子１からは、指３の指内部の静脈網目画像（部分血管画像）が取得される。取得された指内部の部分血管画像に応じた画像信号Ｓ１１は、血管画像形成部１１に出力される。
【００３２】
次いで、画像読み取り面上で、被験者の指３が、固体撮像素子１の主走査方向（ライン方向に対して垂直方向に走査される（図中の二点鎖線矢印ａ１参照）。指３を固体撮像素子１の主走査方向に対して垂直方向に走査することで、上記のライン状の指内部の静脈網目画像が連続して取得され、これに対応する複数の画像信号Ｓ１１が血管画像形成部１１に出力される。
【００３３】
これに並行して、指３がローラー状の回転機構４に沿って走査することで、回転機構４から指３の走査量（走査速度）の検出値も同時に取得される。取得された検出値に対応する走査量信号Ｓ２１は、血管画像形成部１１に出力される。
【００３４】
次いで、血管画像形成部１１により、固体撮像素子１によりライン状に取得された複数の画像信号Ｓ１１、即ち指３の部分的な指内部の静脈網目画像を、回転機構４から得られた指の走査量信号Ｓ２１を元に、つなぎ合わせて画像接続することで、指全体の指内部の静脈網目構造による全体血管画像が形成される。
【００３５】
例えば、指３の走査速度と、隣接する２枚の部分画像間の相対距離とは互いに比例関係にあるため、指の走査速度が大きくなる程、隣接する２枚の部分血管画像間の相対距離（相対的位置関係データ）、即ち走査量も大きくなる。このため、図２に示したように例えば、基準走査速度及びこれに応じた部分血管画像間の基準相対距離である基準走査量を血管画像形成部１１内のメモリ等に予め設定しておき、基準走査速度と回転機構４にて実際に検知された指３の走査速度との差分値を求め、この差分値に応じて、固体撮像素子１にて撮像された隣接する２枚の部分血管画像間の走査量（相対距離）と基準走査量（基準相対距離）との偏差量を求め、この偏差量を用いて隣接する２枚の部分血管画像の位置合わせを行いながら、つなぎ合わせて画像接続することで、指全体の血管画像を形成するようにしてもよい。この処理は、例えば血管画像形成部１１がそのメモリ等に予め設定されたプログラムを実行することで行う。
【００３６】
従って、本実施形態によれば、ライン状固体撮像素子を用いるため、指全体の撮像領域を確保する必要がなく、その分、装置の小型化に有利であると共に、ローラー状回転機構４を用いて指の走査量を検知しその走査量に応じて複数の画像をつなぎ合わせるため、指の走査速度が一定でなくても、指全体の高精度の血管画像を得ることができる指血管画像入力装置を構成できる。
【００３７】
さらに図１の回転機構４を透光性の円筒状ローラーを使用し、円筒状ローラー内に１次元状の結像光学系と１次元状の光電変換素子部を有し、透光性の円筒状ローラーの表面に接触した前記指表面の接触部と非接触部の光量差により指の表面画像を取得するとともに、前記指の指紋の取り込みが可能な解像度を有した光電変換素子部を設けることで前記指の指紋画像も入力することができる。取得した指紋画像と前記ライン状固体撮像素子から得られる血管画像と複数の生体画像を同時に入手できる生体画像入力装置も構成できる。
［第２の実施形態］
図３は、本発明の第２の実施形態による血管画像入力装置の全体構成を示す。
【００３８】
図３に示す本実施形態の血管画像入力装置は、上記第１の実施形態を構成するもののうち、走査量検知手段として接触式の光学的ポジションセンサ５を設けている点が相違し、その他は同様である。
【００３９】
光学的ポジションセンサ５は、例えばポジションセンサ近傍に配置された前記指内部を照明する光源と少なくとも１ラインからなる１次元状または２次元に配置された光電変換素子部とその光電変換素子部を保護するとともに前記指の接触部と非接触部の光量差を増幅させるファイバープレートやシリコン薄板などの光電変換素子部表面の保護部材とを有し、指３が走査されるときに指３と接触した状態でその走査量に応じて光電変換素子部で指の接触部の移動に対応した光量変化が発生する、その光量変化を接触部の移動量に変換して検出し、その検出値を走査量信号Ｓ２２として、血管画像形成部１１に出力する。
【００４０】
図３を参照して、本実施形態の動作を説明する。
【００４１】
まず、血管画像入力装置の画像読み取り面上に被験者の指３が置かれ、その指３に対して不図示の近赤外光源からの近赤外光が照射される。すると、近赤外光が指内部を散乱透過し、その結果、指内部を散乱透過してきた近赤外光により指内部の静脈が照明される。静脈中のヘモグロビンは、近赤外光に対する吸収が他の指組織に比べて大きいことが知られている。そのため、指内部からの近赤外光Ｌ１による指画像には、静脈の血流による静脈の網目構造が観察可能となっている。
【００４２】
このとき、ライン状固体撮像素子１上には、指内部からの近赤外光Ｌ１による指の静脈画像が結像光学系２を介して結像している。これにより、ライン状固体撮像素子１からは、指３の指内部の静脈網目画像（部分血管画像）が取得できる。取得された指内部の部分的血管画像に対応する画像信号Ｓ１１は、血管画像形成部１１に出力される。
【００４３】
次いで、画像読み取り面上で、被験者の指３が、固体撮像素子１の主走査方向（ライン方向）に対して垂直方向に走査される（図中の二点鎖線矢印ａ１参照）。指３を固体撮像素子１の主走査方向に対して垂直方向に走査することで、上記のライン状の指内部の静脈網目画像が連続して取得され、これに対応する複数の画像信号Ｓ１１が血管画像形成部１１に出力される。
【００４４】
これに並行して、指３が光学的ポジションセンサ５に沿って走査することで、光学的ポジションセンサ５から指３の走査量（走査速度）の検出値も同時に取得される。取得された検出値に対応する走査量信号Ｓ２２は、血管画像形成部１１に出力される。
【００４５】
次いで、血管画像形成部１１により、固体撮像素子１によりライン状に取得された複数の画像信号Ｓ１１、即ち指３の部分的な指内部の静脈網目画像を、接触式の光学的ポジションセンサ５から得られた指の走査量信号Ｓ２２を元に、上記実施形態の画像形成処理と同様に、つなぎ合わせて画像接続することで、指全体の指内部の静脈網目構造による全体血管画像が形成される。
【００４６】
従って、本実施形態によれば、ライン状固体撮像素子１を用いるため、指全体の撮像領域を確保する必要がなく、その分、装置の小型化に有利であると共に、接触式の光学的ポジションセンサ５を用いて指の走査量を検知しその走査量に応じて複数の画像をつなぎ合わせるため、指の走査速度が一定でなくても、指全体の高精度の血管画像を得ることができる指血管画像入力装置を構成できる。
【００４７】
なお、本実施形態では、走査量検知手段として接触式の光学的ポジションセンサを用いて指の走査量を取得する形態を開示しているが、これに代えて接触式静電容量型のポジションセンサを用いてもかまわない。
【００４８】
接触式静電容量型のポジションセンサは、例えばシリコン基板に少なくとも１ラインからなる１次元状または２次元状の微細電極を形成し、その微細電極上を保護膜で覆った構成を持ち、各微細電極と近接した指などの導体との間の静電容量を各電極毎に検出する静電容量検出部を有し、指３が走査されるときに指３と接触した状態でその走査量に応じて静電容量が変化するため指の移動量を静電容量変化として検出し、検出量から移動量を算出し、その算出値を走査量信号Ｓ２２として、血管画像形成部１１に出力する。
【００４９】
この場合でも、本実施形態と同様にライン状に取得された指３の指内部の静脈網目画像を接触式静電容量型のポジションセンサから得られた指３の走査量を元に、つなぎ合わせて画像接続することで指全体の指内部の静脈網目構造による画像を取得でき指血管画像入力装置を構成できる。
【００５０】
さらに、静電容量のポジションセンサの電極を指の指紋による表面の凹凸を解像できる程度に高解像とすることで指の移動量を検出する際に指の指紋画像を取り込み指紋画像の移動量から指の移動量を算出することもできる。取得した指紋画像と指紋画像から検出した指の移動量によりライン状固体撮像素子からの複数の血管画像をつなぎ合わせて指全体の血管画像を取得することもでき、複数の生体画像が同時に取得できる生体画像入力装置を構成することもできる。
［第３の実施形態］
図４は、本発明の第３の実施形態による血管画像入力装置の全体構成を示す。
【００５１】
上記第１の実施形態では、撮像手段としてライン状固体撮像素子１を使用しているため、ライン状固体撮像素子１の主走査方向と垂直な光軸方向に光路を折りたたむことが可能である。このため、図３に示す本実施形態の血管画像入力装置は、上記第１の実施形態の構成に加え、少なくとも１つの反射手段として反射ミラー６を追加し、これに合わせて結像光学系２及びライン状固体撮像素子１の配置を変更している。
【００５２】
反射ミラー６は、指３からの近赤外光Ｌ１を所定角度（図中の例では約９０度）の方向に反射して光路変更する。結像光学系２は、反射ミラー６を介して光路変更された近赤外光Ｌ１を入射し、ライン状固体撮像素子１の受光面上に結像させる。その他の構成及び動作は、上記第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００５３】
従って、本実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様の効果に加え、反射ミラー６を用いることにより、ライン状固体撮像素子と結像光学系とを含む光路をコンパクトに折りたたむことが可能となり、その分、より小型で薄型のコンパクトな血管画像入力装置を実現できる。
［第４の実施形態］
図５は、本発明の第４の実施形態による血管画像入力装置の全体構成を示す。
【００５４】
図５に示す血管画像入力装置は、上記第１及び第３の実施形態の構成に加え、近赤外光を指３に照射しその指内部を散乱透過してきた近赤外光により指内部の静脈を照明する照明手段（光源手段）としての近赤外光源７を備え、近赤外光源７からの指表面の直接反射光がライン状固体撮像素子１側に入り込まないように反射ミラー６と近赤外光源７との間に遮光板８を配置している。この構成により、指内部からの近赤外光Ｌ１による指画像には、静脈の血流による静脈の網目構造が観察できる。その他の構成及び動作は、上記第１及び第３の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００５５】
従って、本実施形態によれば、上記第１及び第３の実施形態と同様の効果に加え、ライン状の撮像領域により撮像領域近傍から近赤外光を照射する構成が実現でき、光源手段を含む血管画像入力装置の小型化及び薄型化を実現することが可能となる。
［第５の実施形態］
図６は、本発明の第５の実施形態による血管画像入力装置の全体構成を示す。
【００５６】
図６に示す血管画像入力装置は、上記第１及び第３の実施形態での構成のうち、走査量検知手段として、指表面の表面形状の画像上での明暗差の走査による変化量から指の走査量を検知するための非接触光学式エンコーダ２０及び反射ミラー２１を設けている点が相違し、その他は同様である。反射ミラー２１は、前述の反射ミラー６の背面側に配設されている。非接触光学式エンコーダ２０は、反射ミラー２１により所定角度（例えば約９０度）光路変更された光Ｌ１が入射可能な位置で、指３とは非接触状態で配設されている。
【００５７】
光学式エンコーダ２０は、例えば結像光学系と、固体撮像素子とを有し、指３が走査されるときに、指３と非接触の状態で、その指表面の指紋やしわによる表面形状の画像を反射ミラー２１を介し結像光学系により固体撮像素子の受光面上に結像し、その画像上の明暗差の変化量を元に取得画像の移動量を求め、その移動量から指の走査速度等の走査量を検出し、その検出値を走査量信号Ｓ２３として、血管画像形成部１１に出力する。その他の構成及び動作は、上記第１及び第３の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００５８】
光学式エンコーダ２０として少なくとも１ラインの固体撮像素子と結像光学系と照明部からなり、光学エンコード部の出力として、図６に示したように指３の第１関節より前部を主として取得する構成において、固体撮像素子の画像として指表面の指紋を取得できる解像度を有することにより光学式エンコーダとして機能すると同時に非接触の指紋画像入力装置を兼ねる構成ができる。このように血管画像入力と指紋画像入力を同時に行うことのできる生体画像入力装置を構成することができる。
【００５９】
さらに、血管画像入力部が複数のラインから構成されている場合には、血管画像入力部が走査量検出部の役割も担える。複数の部分血管画像から走査量を検知しながら部分画像をつなぎ合わせて指全体の血管画像を構成することもできる。
【００６０】
また別な構成として、血管画像入力装置部から前記指の走査量を取得し、少なくとも１ラインの固体撮像部により構成された指紋画像入力部のから取得された複数の少なくとも１ライン画像をつなぎ合わせ指全体の指紋画像を構成することもできる。
【００６１】
従って、本実施形態によれば、上記第１及び第３の実施形態と同様の効果を得ることができ、さらに走査量検知手段として非接触光学式エンコーダを用いることにより、指と非接触でも走査量検知手段を構築することができるため、装置設計の選択肢をより一層増やすことができる。
［第６の実施形態］
次に、上記の血管画像入力装置を用いた個人認証システムの実施形態を図７および図８を参照して説明する。
【００６２】
図７に示す個人認証システムは、前述の固体撮像素子１から構成される撮像部２０１、その周辺回路部２０２、ＬＥＤチップが搭載されるＬＥＤ２０３、走査量検知部１２、及び血管画像形成部１１を有する血管画像入力装置２００と、この血管画像装置２００に接続される血管画像照合装置３００とを備える。走査量検知部１２は、例えば前述のローラ状機構４、光学式ポジションセンサ５、又は光学式エンコーダ２０を用いて構成される。血管画像形成部１１は、あくまで機能的なものであり、周辺回路部２０２内の処理回路ととして一体に搭載されてもよい。
【００６３】
周辺回路部２０２は、前記固体撮像素子１に形成されており、図８に示すように、固体撮像素子２０１の動作を制御する制御回路（駆動回路）１０２１と、撮像部２０１から出力される指の血管画像に関する画像に応じたアナログ撮像信号をクランプ回路１０２２を介しアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１０２３と、Ａ／Ｄコンバータ１０２３にて変換されたデジタル信号を血管画像の画像信号として外部の装置（インターフェースなど）にデータ通信するための通信制御回路１０２４及びそれに接続されるレジスタ１０２５とＬＥＤ２０３の発光を制御するＬＥＤ制御回路１０２６と、外部の発振子１０２７から供給される基準パルスに基づき上記回路１０２１〜１０２６の動作タイミングを制御する制御パルスを発生するタイミング発生器１０２８とを含む。周辺回路部２０２を含む回路は、上記に限らず、別種の回路を含めてもよい。他方、上記の回路の一部を不図示の別チップとしてもよい。
【００６４】
血管画像照合装置３００は、周辺回路部２０２の通信制御部から出力される通信データを入力する入力インターフェース２１１と、この入力インターフェース２１１に接続される画像処理部（血管画像照合手段）２１２と、この画像処理部２１２に接続される血管画像データベース（血管画像登録手段）２１３及び出力インターフェース２１４とを備える。出力インターフェース２１４は、使用やログイン等に際しセキュリティ確保等のため個人認証が必要とされる電子機器（ソフトウエアも含む）に接続される。
【００６５】
ここで、血管画像データベース２１３には、予め個人認証すべき対象者の指の血管画像が登録されている。ここでの対象者は、一人でも複数人でも構わない。対象者の血管画像は、対象者の個人認証情報として、初期設定時や対象者追加時などに予め血管画像入力装置２００から入力インターフェース２１１を介し入力される。
【００６６】
画像処理部２１２は、血管画像入力装置２００により読み取られた血管画像に対して入力インターフェース２１１を介し入力し、血管画像データベース２１３の登録画像と一致するか否かを既知の血管画像照合用画像処理アルゴリズムを基に照合し、その照合結果（血管画像一致又は不一致）を個人認証信号として出力インターフェース２１４を介し出力する。
【００６７】
なお、この例では、血管画像入力装置２００と血管画像照合装置３００を別デバイスで構成しているが、本発明はこれに限らず、必要に応じ血管画像照合装置３００の少なくとも一部の機能を血管画像入力装置２００の周辺回路部２０２内に一体に構成してもよい。また、この例の個人認証システムは、個人認証が必要とされる電子機器内に一体に組み込んで構成しても、電子機器と別体で構成しても構わない。
［第７の実施形態］
次に、上記の血管画像入力装置を用いた別の個人認証システムの実施形態について図９を参照して説明する。
【００６８】
図９に示す個人認証システムは、前述の固体撮像素子１から構成される撮像部２０１、その周辺回路部２０２、ＬＥＤチップが搭載されるＬＥＤ２０３、走査量検知部を兼ねる指紋画像入力装置１２、及び血管画像形成部１１を有する血管画像入力装置２００と、この血管画像装置２００に接続される血管画像照合装置３００とを備える。走査量検知部１２は、光学ポジションセンサとしても機能する指紋画像入力装置で構成されている。血管画像形成部１１は、あくまで機能的なものであり、周辺回路部２０２内の処理回路ととして一体に搭載されてもよい。
【００６９】
指紋画像入力装置を兼ねる走査量検知部１２は、撮像部３０１、その周辺回路部３０２、光学ポジションセンサとして機能するための照明用ＬＥＤ３０３、撮像部３０１で得られた指紋画像情報を元に指の操作量を検出する走査量検出機構３１と指紋画像形成部３０から構成されている。指紋画像を入力すると同時に走査量検出機構３１により算出された指の走査量を血管画像形成装置２００の血管画像形成部に提供することで、血管画像入力装置２００は、複数の部分画像として取得した血管画像を指全体の血管画像として出力できるようになる。
【００７０】
血管画像入力装置の動作は、第６の実施形態で図８により説明されているので、ここでは省略する。
【００７１】
血管画像照合装置３００は、周辺回路部２０２の通信制御部から出力される通信データを入力する入力インターフェース２１１と、この入力インターフェース２１１に接続される画像処理部（血管画像照合手段）２１２と、この画像処理部２１２に接続される血管画像データベース（血管画像登録手段）２１３及び出力インターフェース２１４とを備える。
【００７２】
また同様に指紋画像入力装置からの入力を受入れる指紋画像照合装置４００は、周辺回路部３０２の通信制御部から出力される通信データを入力する入力インターフェース３１１と、この入力インターフェース３１１に接続される画像処理部（指紋画像照合手段）３１２と、この画像処理部３１２に接続される指紋画像データベース（指紋画像登録手段）３１３及び出力インターフェース３１４とを備える。出力インターフェース２１４と、もう一方の出力インターフェース３１４は、さらに総合照合装置３１５に接続されている。さらに、総合照合装置からの出力は、個人認証信号として、電子機器の使用やログイン等に際しセキュリティ確保等のため個人認証が必要とされる電子機器（ソフトウエアも含む）に接続される。
【００７３】
ここで、血管画像データベース２１３には、予め個人認証すべき対象者の指の血管画像が登録されている。ここでの対象者は、一人でも複数人でも構わない。対象者の指紋画像は、対象者の個人認証情報として、初期設定時や対象者追加時などに予め血管画像入力装置２００から入力インターフェース２１１を介し入力される。
【００７４】
画像処理部２１２は、血管画像入力装置２００により読み取られた血管画像に対して入力インターフェース２１１を介し入力し、血管画像データベース２１３の登録画像と一致するか否かを既知の血管画像照合用画像処理アルゴリズムを基に照合し、その照合結果（血管画像一致又は不一致）を個人認証信号として出力インターフェース２１４を介し出力する。
【００７５】
さらに、指紋画像データベース３１３には、予め個人認証すべき対象者の指の指紋画像が登録されている。ここでの対象者は、一人でも複数人でも構わない。対象者の指紋画像は、対象者の個人認証情報として、初期設定時や対象者追加時などに予め指紋画像入力装置３００から入力インターフェース３１１を介し入力される。
【００７６】
画像処理部３１２は、指紋画像入力装置３００により読み取られた指紋画像に対して入力インターフェース３１１を介し入力し、指紋画像データベース３１３の登録画像と一致するか否かを既知の指紋画像照合用画像処理アルゴリズムを基に照合し、その照合結果（指紋画像一致又は不一致）を個人認証信号として出力インターフェース３１４を介し出力する。出力インターフェース２１４ともう一方の出力インターフェース３１４からの個人認証信号は総合照合装置３１５において照合結果を比較し、個人認証信号としてどちらか一方を使用するように出力したり両方の個人認証結果を用いて認証精度の向上を図るようにしてもよい。
【００７７】
なお、この例では、血管画像入力装置２００と血管画像照合装置３００を別デバイスで構成しているが、本発明はこれに限らず、必要に応じ血管画像照合装置３００の少なくとも一部の機能を血管画像入力装置２００の周辺回路部２０２内に一体に構成してもよい。
【００７８】
さらに、指紋画像入力装置１２と指紋画像照合装置４００を別デバイスで構成しているが、本発明はこれに限らず、必要に応じ指紋画像照合装置４００の少なくとも一部の機能を指紋画像入力装置１２の周辺回路部３０２内に一体に構成してもよい。また、この例の個人認証システムは、個人認証が必要とされる電子機器内に一体に組み込んで構成しても、電子機器と別体で構成しても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
以上説明したように、本発明は、指血管の画像を入力して個人認証を行う血管画像入力装置およびこれを用いた個人認証システムの用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明による第１の実施形態による血管画像入力装置の概略図である。
【図２】本発明による第１の実施形態による複数の部分血管画像から全体画像を形成する方法の説明図である。
【図３】本発明による第２の実施形態による血管画像入力装置の概略図である。
【図４】本発明による第３の実施形態による血管画像入力装置の概略図である。
【図５】本発明による第４の実施形態による血管画像入力装置の概略図である。
【図６】本発明による第５の実施形態による血管画像入力装置の概略図である。
【図７】本発明による第６の実施形態による個人認証装置のブロック図である。
【図８】本発明による第６の実施形態による血管画像入力装置のブロック図である。
【図９】本発明による第７の実施形態による個人認証装置のブロック図である
【図１０】従来例の２次元撮像素子による指画像の取得領域の模式図である。
【図１１】本発明によるライン状撮像素子による指画像の取得領域の模式図である。
【図１２】従来例による指血管画像の入力装置の概略図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  ライン状固体撮像素子
２  結像光学系
３  指
４  ローラー状の回転機構
５  接触式の光学式ポジションセンサ
６  反射ミラー
７  近赤外光源
８  遮光板
１０  ２次元固体撮像素子による画像取り込み範囲の模式図
１１  ライン状の固体撮像素子による画像取り込み範囲の模式図
２０  光学式エンコーダ
【図１】
2006218019.tif 000003
【図２】
2006218019.tif 000004
【図３】
2006218019.tif 000005
【図４】
2006218019.tif 000006
【図５】
2006218019.tif 000007
【図６】
2006218019.tif 000008
【図７】
2006218019.tif 000009
【図８】
2006218019.tif 000010
【図９】
2006218019.tif 000011
【図１０】
2006218019.tif 000012
【図１１】
2006218019.tif 000013
【図１２】
2006218019.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成18年6月6日(2006.6.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１ラインの固体撮像素子からなる撮像手段と、
被検体に光を照明する照明手段と、
前記被検体の内部を透過した光を前記撮像手段に結像する結像手段とを有する血管画像取得装置において、
前記被検体と前記撮像手段の相対的位置関係を変化させながら前記撮像手段で撮像した複数の部分血管画像を成す複数の画像信号を順次読み出すとともに、前記複数の部分血管画像をつなぎ合わせて前記被検体の血管画像を形成することを特徴とする血管画像取得装置。
【請求項２】
前記被検体は指であることを特徴とする請求項１に記載の血管画像取得装置。
【請求項３】
前記指又は前記撮像手段の移動量を検知する移動量検出手段を有することを特徴とする請求項２に記載の血管画像取得装置。
【請求項４】
前記撮像手段により撮像された複数の画像信号が成す複数の部分血管画像を前記移動量検出手段により得られた情報に応じてつなぎ合わせることにより、前記指の血管画像を形成する血管画像形成手段をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の血管画像取得装置。
【請求項５】
前記移動量検知手段は、前記指と接触した状態でその移動量を検知することを特徴とした請求項３に記載の血管画像取得装置。
【請求項６】
前記移動量検知手段は、前記指と非接触状態でその移動量を検知することを特徴とした請求項３に記載の血管画像取得装置。
【請求項７】
前記移動量検知手段は、前記指表面に光を照射し、前記指表面の表面形状による画像上の明暗差の移動による変化量から移動量を検知することを特徴とした請求項６に記載の血管画像取得装置。
【請求項８】
請求項５に記載の血管画像取得装置において、前記指と接触した状態でその移動量を検知する前記移動量検知手段は、前記指と接触した部分の指紋画像を取得する指紋画像取得装置も兼ねることを特徴とする生体画像取得装置。
【請求項９】
請求項６に記載の血管画像取得装置において、前記指と非接触状態でその移動量を検知する前記移動量検知手段は、前記指の指紋画像を取得する指紋画像取得装置も兼ねることを特徴とした生体画像取得装置。
【請求項１０】
前記移動量検知手段は、前記指表面に光を照射し、前記指表面の指紋画像を取得する指紋画像取得装置を兼ね、画像上の明暗差の移動による変化量から移動量を検知することを特徴とした請求項９に記載の生体画像取得装置。
【請求項１１】
少なくとも１ラインの固体撮像素子からなる撮像手段と、
被検体に光を照明する照明手段と、
前記照明手段からの光が前記被検体内部を透過する光を、前記撮像手段に結像する結像手段とを有する画像取得装置において、
前記被検体と前記結像手段との間に配置され、前記被検体内部からの光を前記結像手段側に反射する少なくとも１つの反射手段と、
前記被検体又は前記撮像手段を移動しながら前記撮像手段で撮像した複数の部分血管画像から全体の血管画像を画像形成する際に用いる、前記被検体と前記撮像手段との相対的位置関係データとして、前記被検体又は前記撮像手段の移動量を検知する移動量検出手段とを有することを特徴とする血管画像取得装置。
【請求項１２】
前記撮像手段により撮像された複数の画像信号が成す複数の部分血管画像を前記移動量検出手段により得られた前記被検体の移動量に応じてつなぎ合わせることにより、前記全体の血管画像を形成する血管画像形成手段をさらに有することを特徴とする請求項１１に記載の血管画像取得装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の血管画像取得装置と、
前記血管画像取得装置により読み取られた前記被検体の血管画像を被検体の識別情報としてあらかじめ登録する血管画像登録手段と、
前記血管画像取得装置により読み取られた前記被検体の血管画像と前記血管画像登録手段の登録画像とが一致するか否かを照合し、その照合結果を個人認証信号として出力する血管画像照合手段とを備えたことを特徴とする個人認証システム。
【請求項１４】
請求項８から１０のいずれか１項に記載の生体画像取得装置である前記血管画像取得装置により読み取られた前記被検体の血管画像を被検体の識別情報としてあらかじめ登録する血管画像登録手段と、
前記血管画像取得装置により読み取られた前記被検体の血管画像と前記血管画像登録手段の登録画像とが一致するか否かを照合し、その照合結果を個人認証信号として出力する血管画像照合手段とを備えるとともに、
請求項８から１０のいずれか１項に記載の生体画像取得装置である前記指紋画像取得装置により読み取られた前記被検体の指紋画像を被検体の識別情報としてあらかじめ登録する指紋画像登録手段と、
前記指紋画像取得装置により読み取られた前記被検体の指紋画像と前記指紋画像登録手段の登録画像とが一致するか否かを照合し、その照合結果を個人認証信号として出力する指紋画像照合手段とを備え、
前記血管画像からの個人認証信号と前記指紋画像からの個人認証信号を比較、あるいは統合して新たな個人認証信号を生成する総合照合装置を設けたことを特徴とする個人認証システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明手段から照射され、指内部を透過した光により照明された指血管の画像を固体撮像素子で受光する血管画像取得装置、生体画像取得装置、およびこれを用いた個人認証システムに関し、特に、指と固体撮像素子との位置を相対的に移動させることにより、照明手段から照射され、指内部の透過した光により照明された指血管の画像を固体撮像素子で受光する血管画像取得装置およびこれを用いた個人認証システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報技術の著しい進歩によって電子商取引等の経済活動が普及するのに伴い、情報の不正使用を防止する目的から個人認証を電子化する必要性もまた増大している。
【０００３】
個人認証の電子化の手法として、従来から手の血管画像を取得する方法が用いられてきている。たとえば、特許文献１等に述べられるように手の甲の静脈の画像を利用するものや特許文献２などに述べられているものは手のひらの静脈画像を利用している。これらの血管画像取得装置においては、手の甲や手のひらなどの画像を取得するために撮像手段は二次元撮像素子であり、結像光学系による画像の取得に対し撮像物体が大きくなるため撮像装置全体がかなり大きくなってしまう問題があった。
【０００４】
このように撮像装置の大型化を避けるため手の指の血管画像を取得する血管画像取得装置が特許文献３等に述べられている。特許文献３に述べられている指の静脈画像の画像取得装置を図１０及び図１１に沿って説明する。
【０００５】
図１０に示す血管画像取得装置は、筐体１００に設けた光源部１０４内の近赤外光源１１４から光源開口部１０４を介して照射される光を指１０２に入射し、撮影開口部１１０を介してカメラ１１２で指内部を透過してきた光線を利用して血管画像を撮影している（図中の１１６は遮光板、１１８はガイド溝をそれぞれ示す）。
【０００６】
この構成における撮像手段は、特許文献３では特に明示されていないが、二次元撮像素子であり、指の先端から指の根元までを撮像するためには、指の長さに対応した撮像領域が必要となる。この撮像領域に対するカメラ１１２と指１０２の間の関係を図１１に簡略化して示す。図１１から分かるように、上記血管画像取得装置では、指全体の撮像領域（画像取り込み範囲）３００を確保する必要上、カメラ部１１２の撮像手段を成す二次元撮像素子１２０及び入射される光をその二次元撮像素子１２０に結像させる結像光学系１２１と、指１０２との間を離して設置する必要がある。
【０００７】
さらに特許文献３には、小型化のために鏡による折り返し構造なども開示されているが、撮像素子として２次元撮像素子を使用しているうえ、開示されている図面の光学的な構成も折り返しに適した方向ではなく、十分に光学的検討を加えたものとは言いがたい。このように装置の小型化を考えた提案がなされているが、上記構成での小型化はまだ不十分である。
【０００８】
一方、小型化のためには撮像手段として、ライン状の固体撮像素子を用いて被撮像物となる指を移動しながら指の血管画像を撮像するスイープ型血管画像取得装置が知られている。この例を図１２に示す。図１２に示すスイープ型血管画像取得装置は、ライン状固体撮像素子１２２と、入射される光をそのライン状固体撮像素子１２２に結像させる結像光学系１２３とを備えている。
【０００９】
図１２に示すスイープ型血管画像取得装置では、指１０２を移動しながら（図中の二点鎖線矢印ａ１参照）、高速に複数の血管画像を取得するとともに取得した複数の画像をつなぎ合わせることにより、指全体の画像を取得することができる。このようにライン状固体撮像素子１を撮像手段として用いることにより、この撮像手段による撮像領域（画像取り込み範囲）３０１は上記二次元撮像素子１２０による撮像領域３００と比べ狭くなるが、そのことにより血管画像取得装置の小型化が可能となる。
【特許文献１】特開平１０−２９５６７４号公報
【特許文献２】特開２００４−０６２８２６号公報
【特許文献３】特開２００４−２６５２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した従来例の二次元の固体撮像素子を使用した血管画像取得装置は、指の画像全体を撮影しているので、一回の撮影で指全体の血管画像が取得できるものの、二次元撮像素子による指全体の撮像領域を確保する必要上、装置の小型化に制約がある。
【００１１】
一方、上述したスイープ型血管画像取得装置は、ライン状固体撮像素子を用いるために指全体の撮像領域を確保する必要がなく、その分、装置の小型化に有利であるものの、一回の撮影では指の一部分の画像しか得ることができないので、指全体の血管画像を得るには複数回の撮影を行い、撮影された指の複数の画像をつなぎあわせる必要がある。このため、複数の血管画像間の相対位置関係が必要である。
【００１２】
しかしながら、スイープ型血管画像取得装置において撮影された複数の指の血管画像は、被験者の指の移動によるため、通常、被験者の指の移動速度が一定ではない。このように指の移動速度が一定でなければ、各血管画像間の相対位置関係も一定でなくなるため、撮影された複数の指の血管画像をそのままつないでも、指全体の高精度の血管画像を得ることができない。
【００１３】
本発明は、このような従来の事情を考慮してなされたもので、従来よりも小型化が可能であり、かつ、指の移動速度が一定でなくても、安定して高精度の画像を得ることができる血管画像取得装置を安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明による血管画像取得装置は、少なくとも１ラインの固体撮像素子からなる撮像手段と、被検体に光を照明する照明手段と、前記被検体の内部を透過した光を前記撮像手段に結像する結像手段とを有する血管画像取得装置において、前記被検体と前記撮像手段の相対的位置関係を変化させながら前記撮像手段で撮像した複数の部分血管画像を成す複数の画像信号を順次読み出すとともに、前記複数の部分血管画像をつなぎ合わせて前記被検体の血管画像を形成することを特徴とする。
【００１５】
本発明において、前記被検体は指であってもよい。前記指又は前記撮像手段の移動量を検知する移動量検出手段を有してもよい。前記撮像手段により撮像された複数の画像信号が成す複数の部分血管画像を前記移動量検出手段により得られた情報に応じてつなぎ合わせることにより、前記指の血管画像を形成する血管画像形成手段をさらに有することが好ましい。
【００１６】
本発明において、前記移動量検知手段は、前記指と接触した状態でその移動量を検知してもよい。前記移動量検知手段は、前記指と非接触状態でその移動量を検知してもよい。前記移動量検知手段は、前記指表面に光を照射し、前記指表面の表面形状による画像上の明暗差の移動による変化量から移動量を検知してもよい。
【００１７】
さらに、本発明の生体画像取得装置において、前記指と接触した状態でその移動量を検知する前記移動量検知手段は、前記指と接触した部分の指紋画像を取得する指紋画像取得装置も兼ねることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の生体画像取得装置において、前記指と非接触状態でその移動量を検知する前記移動量検知手段は、前記指の指紋画像を取得する指紋画像取得装置も兼ねていることを特徴とする。前記移動量検知手段は、前記指表面に光を照射し、前記指表面の指紋画像を取得する指紋画像取得装置を兼ね、画像上の明暗差の移動による変化量から移動量を検知するようにしてもよい。
【００１９】
本発明の別の側面による血管画像取得装置では、少なくとも１ラインの固体撮像素子からなる撮像手段と、被検体に光を照明する照明手段と、前記照明手段からの光が前記被検体内部を透過する光を、前記撮像手段に結像する結像手段とを有する画像取得装置において、前記被検体と前記結像手段との間に配置され、前記被検体内部からの光を前記結像手段側に反射する少なくとも１つの反射手段と、前記被検体又は前記撮像手段を移動しながら前記撮像手段で撮像した複数の部分血管画像から全体の血管画像を画像形成する際に用いる、前記被検体と前記撮像手段との相対的位置関係データとして、前記被検体又は前記撮像手段の移動量を検知する移動量検出手段とを有することを特徴とする。
【００２０】
本発明において、前記撮像手段により撮像された複数の画像信号が成す複数の部分血管画像を前記移動量検出手段により得られた前記被検体の移動量に応じてつなぎ合わせることにより、前記全体の血管画像を形成する血管画像形成手段をさらに有することが好ましい。
【００２１】
本発明による個人認証システムは、上記いずれかに記載の血管画像取得装置と、前記血管画像取得装置により読み取られた前記被検体の血管画像を被検体の識別情報としてあらかじめ登録する血管画像登録手段と、前記血管画像取得装置により読み取られた前記被検体の血管画像と前記血管画像登録手段の登録画像とが一致するか否かを照合し、その照合結果を個人認証信号として出力する血管画像照合手段とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の別の個人認証システムとしては、上記いずれかに記載の生体画像取得装置と、前記血管画像取得装置により読み取られた前記被検体の血管画像を被検体の識別情報としてあらかじめ登録する血管画像登録手段と、前記血管画像取得装置により読み取られた前記被検体の血管画像と前記血管画像登録手段の登録画像とが一致するか否かを照合し、その照合結果を個人認証信号として出力する血管画像照合手段とを備えるとともに、前記指紋画像取得装置により読み取られた前記被検体の指紋画像を被検体の識別情報としてあらかじめ登録する指紋画像登録手段と、前記指紋画像取得装置により読み取られた前記指の指紋画像と前記指紋画像登録手段の登録画像とが一致するか否かを照合し、その照合結果を個人認証信号として出力する指紋画像照合手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
以上述べたように、本発明によれば、従来よりも小型化が可能であり、かつ、指の移動速度が一定でなくても、安定して高精度の画像を得ることができる血管画像取得装置を安価に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明にかかる血管画像取得装置およびこれを用いた個人認証システムの実施形態について図面を参照して説明する。
[第１の実施形態]
図１は、本発明の第1の実施形態による血管画像取得装置の全体構成を示す。
【００２５】
図１に示す血管画像取得装置は、被験者の指３の大きさよりも小さい面積の画像読み取り面（画像入力面等）上でその指３を所定方向（後述のライン状固体撮像素子の主走査方向に垂直な方向）に移動させることにより、指内部の静脈網目構造を反映した血管画像を取得するものである。この血管画像取得装置は、血管画像を撮像するライン状固体撮像素子１と、入射される光をライン状固体撮像素子１の受光面上に結像させる光学レンズ等の結像光学系２と、指３と接触状態でその指３の移動動作に合わせて回転可能なローラー状の回転機構（移動量検知手段）４と、固体撮像素子１及び回転機構４に接続される血管画像形成部１１とを備えている。その他、指３の内部を透過する近赤外光を照射する照明手段としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の近赤外光源（図示しない）がその近赤外光により指３の内部を照射し得る適宜位置に配置されている（近赤外光源については後述の図４の例参照）。
【００２６】
この内、固体撮像素子１は、例えばフォトダイオード等の受光部をライン状に複数配置してなり、近赤外光源（図示しない）からの光が指内部に照射されたときにその指内部で散乱透過してくる近赤外光が結像光学系２を介して各受光部にて入射し、その入射光量に応じて各受光部にて蓄積される電荷量に対応する画像信号Ｓ１１として読み出して血管画像形成部１１に出力する。
【００２７】
ローラー状の回転機構４は、例えば軸回りに回転可能なローラー部と、ローラー部の回転軸に連結されその回転速度等を電気信号に変換して検知可能な検知部とを有し、指３が移動されるときに指３と接触した状態でその移動量に応じてローラー部がその軸回りに回転することで、検知部がローラー部の回転速度等をこれに対応する電気信号に変換して検出し、その検出値を移動量信号Ｓ２１として、血管画像形成部１１に出力する。
【００２８】
血管画像形成部１１は、例えばプログラム制御で動作するＣＰＵ（Central Processing
Unit）を有するマイクロプロセッサ等で構成され、ＣＰＵが予め設定されたプログラムを実行することで各種処理動作が可能となっている。この血管画像形成部１１は、固体撮像素子１内の処理回路部等に一体に、又は回転機構４内の処理回路部等に一体に、或いは固体撮像素子１及び回転機構４とは別体の処理装置として構成されてもよい。
【００２９】
次に、図１を参照して、本実施形態の動作を説明する。
【００３０】
まず、血管画像取得装置の画像読み取り面上に被験者の指３が置かれ、その指３に対して不図示の近赤外光源からの近赤外光が照射される。すると、近赤外光が指内部を散乱透過し、その結果、指内部を散乱透過してきた近赤外光により指内部の静脈が照明される。静脈中のヘモグロビンは、近赤外光に対する吸収が他の指組織に比べて大きいことが知ら
れている。そのため、指内部からの近赤外光による指画像には、静脈の血流による静脈の網目構造が観察可能となっている。
【００３１】
このとき、ライン状固体撮像素子１上には、指内部からの近赤外光Ｌ１による指の静脈画像が結像光学系２を介して結像している。これにより、ライン状固体撮像素子１からは、指３の指内部の静脈網目画像（部分血管画像）が取得される。取得された指内部の部分血管画像に応じた画像信号Ｓ１１は、血管画像形成部１１に出力される。
【００３２】
次いで、画像読み取り面上で、被験者の指３が、固体撮像素子１の主走査方向（ライン方向に対して垂直方向に移動される（図中の二点鎖線矢印ａ１参照）。指３を固体撮像素子１の主走査方向に対して垂直方向に移動することで、上記のライン状の指内部の静脈網目画像が連続して取得され、これに対応する複数の画像信号Ｓ１１が血管画像形成部１１に出力される。
【００３３】
これに並行して、指３がローラー状の回転機構４に沿って移動することで、回転機構４から指３の移動量（移動速度）の検出値も同時に取得される。取得された検出値に対応する移動量信号Ｓ２１は、血管画像形成部１１に出力される。
【００３４】
次いで、血管画像形成部１１により、固体撮像素子１によりライン状に取得された複数の画像信号Ｓ１１、即ち指３の部分的な指内部の静脈網目画像を、回転機構４から得られた指の移動量信号Ｓ２１を元に、つなぎ合わせて画像接続することで、指全体の指内部の静脈網目構造による全体血管画像が形成される。
【００３５】
例えば、指３の移動速度と、隣接する２枚の部分画像間の相対距離とは互いに比例関係にあるため、指の移動速度が大きくなる程、隣接する２枚の部分血管画像間の相対距離（相対的位置関係データ）、即ち移動量も大きくなる。このため、図２に示したように例えば、基準移動速度及びこれに応じた部分血管画像間の基準相対距離である基準移動量を血管画像形成部１１内のメモリ等に予め設定しておき、基準移動速度と回転機構４にて実際に検知された指３の移動速度との差分値を求め、この差分値に応じて、固体撮像素子１にて撮像された隣接する２枚の部分血管画像間の移動量（相対距離）と基準移動量（基準相対距離）との偏差量を求め、この偏差量を用いて隣接する２枚の部分血管画像の位置合わせを行いながら、つなぎ合わせて画像接続することで、指全体の血管画像を形成するようにしてもよい。この処理は、例えば血管画像形成部１１がそのメモリ等に予め設定されたプログラムを実行することで行う。
【００３６】
従って、本実施形態によれば、ライン状固体撮像素子を用いるため、指全体の撮像領域を確保する必要がなく、その分、装置の小型化に有利であると共に、ローラー状回転機構４を用いて指の移動量を検知しその移動量に応じて複数の画像をつなぎ合わせるため、指の移動速度が一定でなくても、指全体の高精度の血管画像を得ることができる指血管画像取得装置を構成できる。
【００３７】
さらに図１の回転機構４を透光性の円筒状ローラーを使用し、円筒状ローラー内に１次元状の結像光学系と１次元状の光電変換素子部を有し、透光性の円筒状ローラーの表面に接触した前記指表面の接触部と非接触部の光量差により指の表面画像を取得するとともに、前記指の指紋の取り込みが可能な解像度を有した光電変換素子部を設けることで前記指の指紋画像も取得することができる。取得した指紋画像と前記ライン状固体撮像素子から得られる血管画像と複数の生体画像を同時に入手できる生体画像取得装置も構成できる。［第２の実施形態］
図３は、本発明の第２の実施形態による血管画像取得装置の全体構成を示す。
【００３８】
図３に示す本実施形態の血管画像取得装置は、上記第１の実施形態を構成するもののうち、移動量検知手段として接触式の光学的ポジションセンサ５を設けている点が相違し、その他は同様である。
【００３９】
光学的ポジションセンサ５は、例えばポジションセンサ近傍に配置された前記指内部を照明する光源と少なくとも１ラインからなる１次元状または２次元に配置された光電変換素子部とその光電変換素子部を保護するとともに前記指の接触部と非接触部の光量差を増幅させるファイバープレートやシリコン薄板などの光電変換素子部表面の保護部材とを有し、指３が移動されるときに指３と接触した状態でその移動量に応じて光電変換素子部で指の接触部の移動に対応した光量変化が発生する、その光量変化を接触部の移動量に変換して検出し、その検出値を移動量信号Ｓ２２として、血管画像形成部１１に出力する。
【００４０】
図３を参照して、本実施形態の動作を説明する。
【００４１】
まず、血管画像取得装置の画像読み取り面上に被験者の指３が置かれ、その指３に対して不図示の近赤外光源からの近赤外光が照射される。すると、近赤外光が指内部を散乱透過し、その結果、指内部を散乱透過してきた近赤外光により指内部の静脈が照明される。静脈中のヘモグロビンは、近赤外光に対する吸収が他の指組織に比べて大きいことが知られている。そのため、指内部からの近赤外光Ｌ１による指画像には、静脈の血流による静脈の網目構造が観察可能となっている。
【００４２】
このとき、ライン状固体撮像素子１上には、指内部からの近赤外光Ｌ１による指の静脈画像が結像光学系２を介して結像している。これにより、ライン状固体撮像素子１からは、指３の指内部の静脈網目画像（部分血管画像）が取得できる。取得された指内部の部分的血管画像に対応する画像信号Ｓ１１は、血管画像形成部１１に出力される。
【００４３】
次いで、画像読み取り面上で、被験者の指３が、固体撮像素子１の主走査方向（ライン方向）に対して垂直方向に移動される（図中の二点鎖線矢印ａ１参照）。指３を固体撮像素子１の主走査方向に対して垂直方向に移動することで、上記のライン状の指内部の静脈網目画像が連続して取得され、これに対応する複数の画像信号Ｓ１１が血管画像形成部１１に出力される。
【００４４】
これに並行して、指３が光学的ポジションセンサ５に沿って移動することで、光学的ポジションセンサ５から指３の移動量（移動速度）の検出値も同時に取得される。取得された検出値に対応する移動量信号Ｓ２２は、血管画像形成部１１に出力される。
【００４５】
次いで、血管画像形成部１１により、固体撮像素子１によりライン状に取得された複数の画像信号Ｓ１１、即ち指３の部分的な指内部の静脈網目画像を、接触式の光学的ポジションセンサ５から得られた指の移動量信号Ｓ２２を元に、上記実施形態の画像形成処理と同様に、つなぎ合わせて画像接続することで、指全体の指内部の静脈網目構造による全体血管画像が形成される。
【００４６】
従って、本実施形態によれば、ライン状固体撮像素子１を用いるため、指全体の撮像領域を確保する必要がなく、その分、装置の小型化に有利であると共に、接触式の光学的ポジションセンサ５を用いて指の移動量を検知しその移動量に応じて複数の画像をつなぎ合わせるため、指の移動速度が一定でなくても、指全体の高精度の血管画像を得ることができる指血管画像取得装置を構成できる。
【００４７】
なお、本実施形態では、移動量検知手段として接触式の光学的ポジションセンサを用いて指の移動量を取得する形態を開示しているが、これに代えて接触式静電容量型のポジシ
ョンセンサを用いてもかまわない。
【００４８】
接触式静電容量型のポジションセンサは、例えばシリコン基板に少なくとも１ラインからなる１次元状または２次元状の微細電極を形成し、その微細電極上を保護膜で覆った構成を持ち、各微細電極と近接した指などの導体との間の静電容量を各電極毎に検出する静電容量検出部を有し、指３が移動されるときに指３と接触した状態でその移動量に応じて静電容量が変化するため指の移動量を静電容量変化として検出し、検出量から移動量を算出し、その算出値を移動量信号Ｓ２２として、血管画像形成部１１に出力する。
【００４９】
この場合でも、本実施形態と同様にライン状に取得された指３の指内部の静脈網目画像を接触式静電容量型のポジションセンサから得られた指３の移動量を元に、つなぎ合わせて画像接続することで指全体の指内部の静脈網目構造による画像を取得でき指血管画像取得装置を構成できる。
【００５０】
さらに、静電容量のポジションセンサの電極を指の指紋による表面の凹凸を解像できる程度に高解像とすることで指の移動量を検出する際に指の指紋画像を取り込み指紋画像の移動量から指の移動量を算出することもできる。取得した指紋画像と指紋画像から検出した指の移動量によりライン状固体撮像素子からの複数の血管画像をつなぎ合わせて指全体の血管画像を取得することもでき、複数の生体画像が同時に取得できる生体画像取得装置を構成することもできる。
［第３の実施形態］
図４は、本発明の第３の実施形態による血管画像取得装置の全体構成を示す。
【００５１】
上記第１の実施形態では、撮像手段としてライン状固体撮像素子１を使用しているため、ライン状固体撮像素子１の主走査方向と垂直な光軸方向に光路を折りたたむことが可能である。このため、図３に示す本実施形態の血管画像取得装置は、上記第１の実施形態の構成に加え、少なくとも１つの反射手段として反射ミラー６を追加し、これに合わせて結像光学系２及びライン状固体撮像素子１の配置を変更している。
【００５２】
反射ミラー６は、指３からの近赤外光Ｌ１を所定角度（図中の例では約９０度）の方向に反射して光路変更する。結像光学系２は、反射ミラー６を介して光路変更された近赤外光Ｌ１を入射し、ライン状固体撮像素子１の受光面上に結像させる。その他の構成及び動作は、上記第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００５３】
従って、本実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様の効果に加え、反射ミラー６を用いることにより、ライン状固体撮像素子と結像光学系とを含む光路をコンパクトに折りたたむことが可能となり、その分、より小型で薄型のコンパクトな血管画像取得装置を実現できる。
［第４の実施形態］
図５は、本発明の第４の実施形態による血管画像取得装置の全体構成を示す。
【００５４】
図５に示す血管画像取得装置は、上記第１及び第３の実施形態の構成に加え、近赤外光を指３に照射しその指内部を散乱透過してきた近赤外光により指内部の静脈を照明する照明手段（光源手段）としての近赤外光源７を備え、近赤外光源７からの指表面の直接反射光がライン状固体撮像素子１側に入り込まないように反射ミラー６と近赤外光源７との間に遮光板８を配置している。この構成により、指内部からの近赤外光Ｌ１による指画像には、静脈の血流による静脈の網目構造が観察できる。その他の構成及び動作は、上記第１及び第３の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００５５】
従って、本実施形態によれば、上記第１及び第３の実施形態と同様の効果に加え、ライ
ン状の撮像領域により撮像領域近傍から近赤外光を照射する構成が実現でき、光源手段を含む血管画像取得装置の小型化及び薄型化を実現することが可能となる。
［第５の実施形態］
図６は、本発明の第５の実施形態による血管画像取得装置の全体構成を示す。
【００５６】
図６に示す血管画像取得装置は、上記第１及び第３の実施形態での構成のうち、移動量検知手段として、指表面の表面形状の画像上での明暗差の移動による変化量から指の移動量を検知するための非接触光学式エンコーダ２０及び反射ミラー２１を設けている点が相違し、その他は同様である。反射ミラー２１は、前述の反射ミラー６の背面側に配設されている。非接触光学式エンコーダ２０は、反射ミラー２１により所定角度（例えば約９０度）光路変更された光Ｌ１が入射可能な位置で、指３とは非接触状態で配設されている。
【００５７】
光学式エンコーダ２０は、例えば結像光学系と、固体撮像素子とを有し、指３が移動されるときに、指３と非接触の状態で、その指表面の指紋やしわによる表面形状の画像を反射ミラー２１を介し結像光学系により固体撮像素子の受光面上に結像し、その画像上の明暗差の変化量を元に取得画像の移動量を求め、その移動量から指の移動速度等の移動量を検出し、その検出値を移動量信号Ｓ２３として、血管画像形成部１１に出力する。その他の構成及び動作は、上記第１及び第３の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００５８】
光学式エンコーダ２０として少なくとも１ラインの固体撮像素子と結像光学系と照明部からなり、光学エンコード部の出力として、図６に示したように指３の第１関節より前部を主として取得する構成において、固体撮像素子の画像として指表面の指紋を取得できる解像度を有することにより光学式エンコーダとして機能すると同時に非接触の指紋画像取得装置を兼ねる構成ができる。このように血管画像取得と指紋画像取得を同時に行うことのできる生体画像取得装置を構成することができる。
【００５９】
さらに、血管画像取得部が複数のラインから構成されている場合には、血管画像取得部が移動量検出部の役割も担える。複数の部分血管画像から移動量を検知しながら部分画像をつなぎ合わせて指全体の血管画像を構成することもできる。
【００６０】
また別な構成として、血管画像取得装置部から前記指の移動量を取得し、少なくとも１ラインの固体撮像部により構成された指紋画像取得部から取得された複数の少なくとも１ライン画像をつなぎ合わせ指全体の指紋画像を構成することもできる。
【００６１】
従って、本実施形態によれば、上記第１及び第３の実施形態と同様の効果を得ることができ、さらに移動量検知手段として非接触光学式エンコーダを用いることにより、指と非接触でも移動量検知手段を構築することができるため、装置設計の選択肢をより一層増やすことができる。
［第６の実施形態］
次に、上記の血管画像取得装置を用いた個人認証システムの実施形態を図７および図８を参照して説明する。
【００６２】
図７に示す個人認証システムは、前述の固体撮像素子１から構成される撮像部２０１、その周辺回路部２０２、ＬＥＤチップが搭載されるＬＥＤ２０３、移動量検知部１２、及び血管画像形成部１１を有する血管画像取得装置２００と、この血管画像取得装置２００に接続される血管画像照合装置３００とを備える。移動量検知部１２は、例えば前述のローラ状機構４、光学式ポジションセンサ５、又は光学式エンコーダ２０を用いて構成される。血管画像形成部１１は、あくまで機能的なものであり、周辺回路部２０２内の処理回路として一体に搭載されてもよい。
【００６３】
周辺回路部２０２は、前記固体撮像素子１に形成されており、図８に示すように、固体撮像素子２０１の動作を制御する制御回路（駆動回路）１０２１と、撮像部２０１から出力される指の血管画像に関する画像に応じたアナログ撮像信号をクランプ回路１０２２を介しアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１０２３と、Ａ／Ｄコンバータ１０２３にて変換されたデジタル信号を血管画像の画像信号として外部の装置（インターフェースなど）にデータ通信するための通信制御回路１０２４及びそれに接続されるレジスタ１０２５とＬＥＤ２０３の発光を制御するＬＥＤ制御回路１０２６と、外部の発振子１０２７から供給される基準パルスに基づき上記回路１０２１〜１０２６の動作タイミングを制御する制御パルスを発生するタイミング発生器１０２８とを含む。周辺回路部２０２を含む回路は、上記に限らず、別種の回路を含めてもよい。他方、上記の回路の一部を不図示の別チップとしてもよい。
【００６４】
血管画像照合装置３００は、周辺回路部２０２の通信制御部から出力される通信データを入力する入力インターフェース２１１と、この入力インターフェース２１１に接続される画像処理部（血管画像照合手段）２１２と、この画像処理部２１２に接続される血管画像データベース（血管画像登録手段）２１３及び出力インターフェース２１４とを備える。出力インターフェース２１４は、使用やログイン等に際しセキュリティ確保等のため個人認証が必要とされる電子機器（ソフトウエアも含む）に接続される。
【００６５】
ここで、血管画像データベース２１３には、予め個人認証すべき対象者の指の血管画像が登録されている。ここでの対象者は、一人でも複数人でも構わない。対象者の血管画像は、対象者の個人認証情報として、初期設定時や対象者追加時などに予め血管画像取得装置２００から入力インターフェース２１１を介し入力される。
【００６６】
画像処理部２１２は、血管画像取得装置２００により読み取られた血管画像に対して入力インターフェース２１１を介し入力し、血管画像データベース２１３の登録画像と一致するか否かを既知の血管画像照合用画像処理アルゴリズムを基に照合し、その照合結果（血管画像一致又は不一致）を個人認証信号として出力インターフェース２１４を介し出力する。
【００６７】
なお、この例では、血管画像取得装置２００と血管画像照合装置３００を別デバイスで構成しているが、本発明はこれに限らず、必要に応じ血管画像照合装置３００の少なくとも一部の機能を血管画像取得装置２００の周辺回路部２０２内に一体に構成してもよい。また、この例の個人認証システムは、個人認証が必要とされる電子機器内に一体に組み込んで構成しても、電子機器と別体で構成しても構わない。
［第７の実施形態］
次に、上記の血管画像取得装置を用いた別の個人認証システムの実施形態について図９を参照して説明する。
【００６８】
図９に示す個人認証システムは、前述の固体撮像素子１から構成される撮像部２０１、その周辺回路部２０２、ＬＥＤチップが搭載されるＬＥＤ２０３、移動量検知部を兼ねる指紋画像取得装置１２、及び血管画像形成部１１を有する血管画像取得装置２００と、この血管画像取得装置２００に接続される血管画像照合装置３００とを備える。移動量検知部１２は、光学ポジションセンサとしても機能する指紋画像取得装置で構成されている。血管画像形成部１１は、あくまで機能的なものであり、周辺回路部２０２内の処理回路ととして一体に搭載されてもよい。
【００６９】
指紋画像取得装置を兼ねる移動量検知部１２は、撮像部３０１、その周辺回路部３０２、光学ポジションセンサとして機能するための照明用ＬＥＤ３０３、撮像部３０１で得ら
れた指紋画像情報を元に指の移動量を検出する移動量検出機構３１と指紋画像形成部３０から構成されている。指紋画像を取得すると同時に移動量検出機構３１により算出された指の移動量を血管画像形成装置２００の血管画像形成部に提供することで、血管画像取得装置２００は、複数の部分画像として取得した血管画像を指全体の血管画像として出力できるようになる。
【００７０】
血管画像取得装置の動作は、第６の実施形態で図８により説明されているので、ここでは省略する。
【００７１】
血管画像照合装置３００は、周辺回路部２０２の通信制御部から出力される通信データを入力する入力インターフェース２１１と、この入力インターフェース２１１に接続される画像処理部（血管画像照合手段）２１２と、この画像処理部２１２に接続される血管画像データベース（血管画像登録手段）２１３及び出力インターフェース２１４とを備える。
【００７２】
また同様に指紋画像取得装置からの画像を受入れる指紋画像照合装置４００は、周辺回路部３０２の通信制御部から出力される通信データを入力する入力インターフェース３１１と、この入力インターフェース３１１に接続される画像処理部（指紋画像照合手段）３１２と、この画像処理部３１２に接続される指紋画像データベース（指紋画像登録手段）３１３及び出力インターフェース３１４とを備える。出力インターフェース２１４と、もう一方の出力インターフェース３１４は、さらに総合照合装置３１５に接続されている。さらに、総合照合装置３１５からの出力は、個人認証信号として、電子機器の使用やログイン等に際しセキュリティ確保等のため個人認証が必要とされる電子機器（ソフトウエアも含む）に接続される。
【００７３】
ここで、血管画像データベース２１３には、予め個人認証すべき対象者の指の血管画像が登録されている。ここでの対象者は、一人でも複数人でも構わない。対象者の指紋画像は、対象者の個人認証情報として、初期設定時や対象者追加時などに予め血管画像取得装置２００から入力インターフェース２１１を介し入力される。
【００７４】
画像処理部２１２は、血管画像取得装置２００により読み取られた血管画像に対して入力インターフェース２１１を介し入力し、血管画像データベース２１３の登録画像と一致するか否かを既知の血管画像照合用画像処理アルゴリズムを基に照合し、その照合結果（血管画像一致又は不一致）を個人認証信号として出力インターフェース２１４を介し出力する。
【００７５】
さらに、指紋画像データベース３１３には、予め個人認証すべき対象者の指の指紋画像が登録されている。ここでの対象者は、一人でも複数人でも構わない。対象者の指紋画像は、対象者の個人認証情報として、初期設定時や対象者追加時などに予め指紋画像取得装置３００から入力インターフェース３１１を介し入力される。
【００７６】
画像処理部３１２は、指紋画像取得装置３００により読み取られた指紋画像に対して入力インターフェース３１１を介し入力し、指紋画像データベース３１３の登録画像と一致するか否かを既知の指紋画像照合用画像処理アルゴリズムを基に照合し、その照合結果（指紋画像一致又は不一致）を個人認証信号として出力インターフェース３１４を介し出力する。出力インターフェース２１４ともう一方の出力インターフェース３１４からの個人認証信号は総合照合装置３１５において照合結果を比較し、個人認証信号としてどちらか一方を使用するように出力したり両方の個人認証結果を用いて認証精度の向上を図るようにしてもよい。
【００７７】
なお、この例では、血管画像取得装置２００と血管画像照合装置３００を別デバイスで構成しているが、本発明はこれに限らず、必要に応じ血管画像照合装置３００の少なくとも一部の機能を血管画像取得装置２００の周辺回路部２０２内に一体に構成してもよい。
【００７８】
さらに、指紋画像取得装置１２と指紋画像照合装置４００を別デバイスで構成しているが、本発明はこれに限らず、必要に応じ指紋画像照合装置４００の少なくとも一部の機能を指紋画像取得装置１２の周辺回路部３０２内に一体に構成してもよい。また、この例の個人認証システムは、個人認証が必要とされる電子機器内に一体に組み込んで構成しても、電子機器と別体で構成しても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
以上説明したように、本発明は、指血管の画像を取得して個人認証を行う血管画像取得装置およびこれを用いた個人認証システムの用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明による第１の実施形態による血管画像取得装置の概略図である。
【図２】本発明による第１の実施形態による複数の部分血管画像から全体画像を形成する方法の説明図である。
【図３】本発明による第２の実施形態による血管画像取得装置の概略図である。
【図４】本発明による第３の実施形態による血管画像取得装置の概略図である。
【図５】本発明による第４の実施形態による血管画像取得装置の概略図である。
【図６】本発明による第５の実施形態による血管画像取得装置の概略図である。
【図７】本発明による第６の実施形態による個人認証装置のブロック図である。
【図８】本発明による第６の実施形態による血管画像取得装置のブロック図である。
【図９】本発明による第７の実施形態による個人認証装置のブロック図である
【図１０】従来例の２次元撮像素子による指画像の取得領域の模式図である。
【図１１】本発明によるライン状撮像素子による指画像の取得領域の模式図である。
【図１２】従来例による指血管画像の取得装置の概略図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  ライン状固体撮像素子
２  結像光学系
３  指
４  ローラー状の回転機構
５  接触式の光学式ポジションセンサ
６  反射ミラー
７  近赤外光源
８  遮光板
１０  ２次元固体撮像素子による画像取り込み範囲の模式図
１１  ライン状の固体撮像素子による画像取り込み範囲の模式図
２０  光学式エンコーダ
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2006218019.tif 000015
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2006218019.tif 000016
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2006218019.tif 000017